(57)【要約】【課題】ビームフォーミング・トレーニングを用いる通信デバイス及び方法。【解決手段】他の通信デバイス（例えば、局）との無線周波数に基づく通信のための通信デバイス（例えば、アクセス・ポイント）は、ＲＦ信号を送受信するように構成されたアンテナ回路と、ビームフォーミングを行うように構成されたビームフォーミング回路を含む。ビームフォーミング回路は、アンテナ回路を制御して、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて、続くタイムスロットにおいて第３の指向性送信ビーム群を用いてデータを送信し、    上記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて上記第３の指向性送信ビーム群とは異なる、続くタイムスロットにおいて第１の指向性受信ビーム群を用いてリッスンを行う。【選択図】図１３
2019537363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の通信デバイスとの無線周波数に基づく通信のための通信デバイスであって、
ＲＦ信号を送受信するように構成されたアンテナ回路と、
ビームフォーミングを行い、アンテナ回路を制御して、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて、続くタイムスロットにおいて第３の指向性送信ビーム群を用いてデータを送信し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて、前記第３の指向性送信ビーム群とは異なる、続くタイムスロットにおいて第１の指向性受信ビーム群を用いてリッスンを行うように構成されたビームフォーミング回路と
を具備する通信デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、続くタイムスロットにおいて複数の異なる第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行うように構成され、
１以上の前記第１の指向性受信ビームは大きなビーム幅を有し、及び／又は複数の異なる角度セクタをカバーし、及び／又はデータを送信するための前記ビーコン送信フェーズにおいて用いられる前記第３の指向性送信ビームのサブセットである
通信デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、続くタイムスロットにおいて用いられる前記第１の指向性受信ビームの前記ビーム幅、及び／又は前記角度セクタ、及び／又は数を適応させるように構成された
通信デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいてスケジューリング情報を送信するように構成され、
前記スケジューリング情報は、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてリッスンを行うためにどの第１の指向性受信ビームがどのタイムスロットにおいて前記通信デバイスによって用いられるかを示し、及び／又は所定のタイムスロットにおいて前記通信デバイスが送信を行っているかどうか、及び／又は所定のタイムスロットにおいて送信が許可されるのはどの他の通信デバイスなのかを示す
通信デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいて対応情報を送信するように構成され、
前記対応情報は特定のタイムスロットにおいてデータを送信するために前記ビーコン送信フェーズにおいて前記通信デバイスによって用いられる第３の送信ビームと、特定のタイムスロットにおいてリッスンを行うために前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて前記通信デバイスによって用いられる第１の受信ビームとの対応関係を示す
通信デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記他の通信デバイスにどのタイムスロットにおいて、選択された第１の送信ビームを用いてデータを送信するか判断させる前記ビーコン送信フェーズにおいてデータを送信するのに用いる狭広の第３の送信ビームのシーケンスを選択するように構成された
通信デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいてデータ単位でデータを送信するように構成され、
１つのデータ単位は１つのビーコン・フレームと１以上のトレーニング単位を含み、
１つのデータ単位におけるビーコン・フレームは前記データ単位における前記１以上のトレーニング単位よりも狭い第３の送信ビーコンを用いて送信される
通信デバイス。
【請求項８】
他の通信デバイスとの無線周波数に基づく通信のための通信方法であって、
アンテナ回路を制御して、ビームフォーミングを行い、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて、続くタイムスロットにおいて第３の指向性送信ビーム群を用いてデータを送信し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて、前記第３の指向性送信ビーム群とは異なる、続くタイムスロットにおいて第１の指向性受信ビーム群を用いてリッスンを行う
通信方法。
【請求項９】
他の通信デバイスとの無線周波数に基づく通信のための通信デバイスであって、
ＲＦ信号を送受信するように構成されたアンテナ回路と、
ビームフォーミングを行い、前記アンテナ回路を制御して、前記他の通信デバイスが複数の異なる第１の指向性受信ビームを続けて用いてリッスンを行っている間に少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いてデータを送信するように構成されたビームフォーミング回路と
を具備し、
データは選択された１以上のタイムスロットにおいてのみ送信され、前記選択された１以上のタイムスロットにおいて、前記他の通信デバイスは選択された第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、
前記１以上のタイムスロットは前記他の通信デバイスから受信する情報またはビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスがデータを送信するのに用いる第３の指向性送信ビームから生じる情報に基づいて選択される
通信デバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいて
a)  前記他の通信デバイスが第３の指向性送信ビームを用いてデータを送信している間に、タイムスロットの少なくとも一部において複数の異なる第３の指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、前記他の通信デバイスは続く複数のタイムスロットにおいて複数の異なる第３の指向性送信ビームを用いてデータを送信するステップと、
b)  続く前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて用いる前記第１の指向性送信ビームを判定するために用いる１以上の第３の指向性受信ビームを選択するステップと
を行うように構成された
通信デバイス。
【請求項１１】
請求項９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいて
a)  前記他の通信デバイスが第３の指向性送信ビームを用いてデータを送信している間に、タイムスロットの少なくとも一部において準無指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、前記他の通信デバイスは続く複数のタイムスロットにおいて複数の異なる第３の指向性送信ビームを用いてデータを送信するステップと、
b)  いつ前記他の通信デバイスが選択された第３の指向性送信ビームに対応する第１の指向性受信ビーム又は前記選択された第３の指向性送信ビームをカバーする第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行うのか判断することにより、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて複数のタイムスロットのうちどのタイムスロットでデータを送信するのか判断するために用いる１以上の第３の指向性送信ビームを選択するステップと
を行うように構成された
通信デバイス。
【請求項１２】
請求項９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスから受信したスケジューリング情報に基づいて前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてデータを送信する前記１以上のタイムスロットを選択するように構成され、
前記スケジューリング情報は、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてリッスンを行うためにどの第１の指向性受信ビームがどのタイムスロットにおいて前記他の通信デバイスによって用いられるかを示し、及び／又は所定のタイムスロットにおいて前記他の通信デバイスが送信を行っているかどうか、及び／又は所定のタイムスロットにおいて前記通信デバイスによる送信が許可されるかどうかを示す
通信デバイス。
【請求項１３】
請求項９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスから受信した対応情報に基づいて前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてデータを送信する前記１以上のタイムスロットを選択するように構成され、
前記対応情報は特定のタイムスロットにおいてデータを送信するために前記ビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスによって用いられる第３の送信ビームと、特定のタイムスロットにおいてリッスンを行うために前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて前記他の通信デバイスによって用いられる第１の受信ビームとの対応関係を示す
通信デバイス。
【請求項１４】
請求項１２及び／又は１３に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は、前記ビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスから送信されたビーコン・フレームの情報フィールド、ビームフォーミング制御フィールド、又はＳＳＷフィールドから前記スケジューリング情報及び／又は前記対応情報を得るように構成された
通信デバイス。
【請求項１５】
請求項９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスが複数の異なる第３の送信ビームを用いてデータを送信する前記シーケンスに基づいて前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてデータを送信する前記１以上のタイムスロットを選択するように構成され、
前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて前記他の通信デバイスによって用いられる１つの第１の受信ビームによってカバーされる２以上の第３の送信ビームは、前記第１の受信ビームに対応する第３の送信ビームの前又は後にある
通信デバイス。
【請求項１６】
請求項９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスが複数の異なる第３の送信ビームを用いてデータを送信する前記シーケンスに基づいて前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてデータを送信する前記１以上のタイムスロットを選択するように構成され、
続いて用いられる所定の数の第３の送信ビームは第１の受信ビームによってカバーされ、及び／又は
第１の受信ビームの前記シーケンスは第３の送信ビームの前記シーケンスに対応する
通信デバイス。
【請求項１７】
請求項９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記他の通信デバイスからの応答のための第２の受信ビームを用いて、データ送信のための１以上のタイムスロットの後か特別に割り当てられたフィードバック・インターバルにおいてリッスンを行うように構成され、
前記他の通信デバイスは、前記通信デバイスによって送信された前記データが受信された場合、第２の指向性送信ビームを用いて応答を送信するように構成された
通信デバイス。
【請求項１８】
請求項１７に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路が前記アンテナ回路を制御し、第２の送信ビーム情報によって示される第２の指向性送信ビームによって前記応答を送信するため、前記他の通信デバイスによって用いられる少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いて送信される前記データに前記第２の送信ビーム情報を含めるように構成された
通信デバイス。
【請求項１９】
他の通信デバイスとの無線周波数に基づく通信のための通信方法であって、
アンテナ回路を制御して、ビームフォーミングを行い、前記他の通信デバイスが複数の異なる第１の指向性受信ビームを続けて用いてリッスンを行っている間にビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いてデータを送信し、
データは選択された１以上のタイムスロットにおいてのみ送信され、前記選択された１以上のタイムスロットにおいて、前記他の通信デバイスは選択された第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、
前記１以上のタイムスロットは前記他の通信デバイスから受信する情報又は前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスがデータを送信するのに用いる第３の指向性送信ビームから生じる情報に基づいて選択される
通信方法。
【請求項２０】
非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
プロセッサによって実行されるとき、請求項８又は１９に記載の方法を行わせるコンピュータプログラムが記憶された
記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、移動局やアクセスポイント等の、互いに無線周波数に基づく通信を行うための複数の異なる通信デバイスに関する。さらに、本開示は同様の通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
６０ＧＨｚ周波数帯域の通信システムは、周波数とともに増加する強い自由空間経路損失に悩まされてきた。例えば、６０ＧＨｚの通信システムでは、５ＧＨｚで動作する通信システムに比べて約２２ｄＢ高い減衰が生じる。増加する経路損失を解決するために、６０ＧＨｚ又はミリ波の通信システムはビーム・フォーミングを用いる。つまり、他の通信デバイスに向かって指向性ビームを形成できる可動式フェーズド・アレイ・アンテナ（ＰＡＡ）を特徴とする送信装置及び／又は受信装置を用いる。通常、このようなビームは高い指向性を持ち、空間的にとても狭くなっている。主方向における指向性は、ＰＡＡごとのアンテナ・エレメントの数に応じて高まる。一方、ビーム半値幅（ＨＰＢＷ）は、アンテナ数の増加に伴いパターンの空間幅が減少することを示す。つまり、ＰＡＡごとのアンテナ数が増えるにつれて、指向性は高くなり、ＨＰＢＷは小さくなる。ＰＡＡ指向性を通信に利用するためには、一般的にミリ波通信システム、ＲＦ通信システム、方法、及びデバイスにとってビーム・アライメントは非常に重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、アソシエーションのためのビームフォーミング・トレーニングが問題となる。なぜなら、ｉ）例えばアクセス・ポイント（ＡＰ）における複数の通信デバイスのうちの少なくとも１の通信デバイスが、局（ＳＴＡｓ）等のアソシエーションを要求し得る他の通信デバイスに関しての知識を有していなかったり、ｉｉ）局が、リッスンを行うことができる「良好な」セクタに関して比較的少ない知識しか有していなかったりするからである。後者に関しては、一般的に局は準無指向性モードでリッスンを行うためである。この第１の問題を解決するために、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ及び８０２．１１ａｙによって特定のアソシエーション・ビーム・フォーミング・インターバルが考案された。このアソシエーション・ビーム・フォーミング・インターバルにおいて、局はＡＰに対して任意に指向性ビームを送信するスロットをランダムに選択する。この指向性ビームはそのアドレスと、ビーコン・インターバルの間に最適に受信されるＡＰ送信ビームに関する情報を含む。
【０００４】
この手法は、衝突確率の問題を含む。ＡＰは全方向に対してリッスンを行うため、特に、高密度の状況で、複数の局からのフレームが衝突する可能性がある。この手法は、さらに、通信可能範囲（カバレッジ）の問題を含む。ＳＴＡにおける指向性ゲインがＡＰにおける指向性ゲインよりも大幅に低かったり、ＳＴＡがＡＰから離れていたりする場合、ＳＴＡから送信されたビームはＡＰには到達しない。
【０００５】
このような通信システムでは、アソシエーション・フェーズにおいて高いアンテナ・ゲインを生じさせ、ＡＰ通信可能範囲を拡大し、長距離でのアソシエーションとデータ送信を可能にすることが要求される。また、アソシエーション・フェーズにおいてＳＴＡ（第１の通信デバイス）間の衝突確率を低下させることが望ましい。
【０００６】
本明細書に記載する背景技術の説明は、本開示がどのような文脈で為されたかの概要を説明する目的で記載するものである。本願の発明者として名前を挙げているものの研究内容は、この背景技術のセクションに記載されている限りにおいて、出願時に先行技術と認められない部分と同様に、本開示に対する先行技術として明示的にも暗示的にも認めるものではない。
【０００７】
本開示の目的は、高いアンテナ・ゲインを生じさせ、長距離でのアソシエーションとデータ送信を可能にし、かつ／又はアソシエーション・フェーズにおける衝突確率を低下させる通信システム及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一側面において、他の通信デバイスとの無線周波数に基づく通信のための（第１の）通信デバイス（例えば、アクセス・ポイント）であって、
ＲＦ信号を送受信するように構成されたアンテナ回路と、
ビームフォーミングを行い、ビームフォーミングを行い、アンテナ回路を制御して、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて、続くタイムスロットにおいて第３の指向性送信ビーム群を用いてデータを送信し、上記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて、上記第３の指向性送信ビーム群とは異なる、続くタイムスロットにおいて第１の指向性受信ビーム群を用いてリッスンを行うように構成されたビームフォーミング回路と
を有する通信デバイスを提供する。
【０００９】
他の側面において、他の通信デバイスとの無線周波数に基づく通信のための（第２の）通信デバイス（例えば、局）であって、
ＲＦ信号を送受信するように構成されたアンテナ回路と、
ビームフォーミングを行い、上記アンテナ回路を制御して、上記他の通信デバイスが複数の異なる第１の指向性受信ビームを続けて用いてリッスンを行っている間に少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いてデータを送信するように構成されたビームフォーミング回路と
を有し、
データは選択された１以上のタイムスロットにおいてのみ送信され、上記選択された１以上のタイムスロットにおいて、上記他の通信デバイスは選択された第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、
上記１以上のタイムスロットは上記他の通信デバイスから受信する情報またはビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて上記他の通信デバイスがデータを送信するのに用いる第３の指向性送信ビームから生じる情報に基づいて選択される
通信デバイスを提供する。
【００１０】
通信方法の他の側面によると、コンピュータプログラムがコンピュータプログラムを含むコンピュータや非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって実行されたとき、本明細書に開示する方法に含まれるステップがコンピュータによって実行されるプログラムを含むコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、プロセッサにより実行されると、本明細書に開示する方法を実行する。
【００１１】
実施形態は従属クレームによって定義される。開示された方法、開示されたコンピュータプログラム、および開示されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、請求項に係るデバイスとして、従属項及び／又は本明細書で定義されたものと同様の及び／又は同一のさらなる実施形態を有する。
【００１２】
本開示の一側面によれば、少なくとも第２の通信デバイス（ＡＰ）に、好ましくは両方の通信デバイス（ＡＰ及びＳＴＡ）に指向性ビームを適用するアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングを提供する。これは、アソシエーション・フェーズにおけるリンク・バジェットを増加させる。これは長距離アソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング等のアソシエーション範囲を広げるために利用される。つまり、第２の通信デバイスから遠く離れた第１の通信デバイスは第２の通信デバイスの基本サービスセット（ＢＳＳ）を見つけ、それに参加する。また、相反性が想定できる場合には、アソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング中にチャネル・アクセスを変更することを提案する。これにより、第１の通信デバイス固有の空間ビーム分離を利用して、第１の通信デバイス間の衝突確率を低下させることができる。
【００１３】
また、トレーニング時間を減らしたり、通信可能範囲を拡張したり、衝突確率を減らしたりするためのプロトコルやシグナリング・ソリューションも開示する。開示された手法を用いれば、指向性アソシエーション・フェーズでＡＰに利用される複数の受信ビームは同じものに限定されないし、前のビーコン・トレーニング・インターバルで利用された複数の送信ビームの順番と同じ順番に限定されることもない。さらに、開示されたソリューションの実施形態によれば、アソシエーション・インターバルにおいてＡＰは可変のビーム幅を用いてリッスンを行うことができる。これにより、ビーコン・インターバルの送信セクタ掃引（スイープ）で以前用いられた１以上の狭ビームをカバーするビーム幅を選択してもよい。これにより、最先端の方法に比べても、オーバーヘッドとトレーニング時間を減らすことができる。
【発明の効果】
【００１４】
高いアンテナ・ゲインを生じさせ、長距離でのアソシエーションとデータ送信を可能にし、かつ／又はアソシエーション・フェーズにおける衝突確率を低下させる通信システム及び通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１と第２の通信デバイスを含む通信システムの模式図である。
【図２】ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに記載の送信インターバルの図である。
【図３】従来のアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングの図である。
【図４】ビーコン送信インターバルの図である。
【図５】１つのＳＴＡを用いたアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングの第１の実施形態の図である。
【図６】２つのＳＴＡを用いたアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングの第２の実施形態の図である。
【図７】相反性のある２つのＳＴＡを用いたアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングの第３の実施形態の図である。
【図８】ビーコン・インターバル・コントロール・フィールドの図である。
【図９】ビーコンフレームボディ構成の図である。
【図１０】シンプル・アソシエーション・ビームフォーミング・コントロール・フィールドの図である。
【図１１】アドバンスド・アソシエーション・ビームフォーミングコントロール・フィールドの図である。
【図１２】他の側面に係るビーコン送信フェーズの実施形態の図である。
【図１３】他の側面に係るアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングの実施形態の図である。
【図１４】ＳＳＷフィールドの実施形態の図である。
【図１５】ＰＰＤＵ、フレーム構成、対応するＡＷＭ構成の第１の実施形態の図である。
【図１６】ＰＰＤＵ、フレーム構成、対応するＡＷＭ構成の第２の実施形態の図である。
【図１７】ビーコン送信フェーズの他の実施形態の図である。
【図１８】ビーコン送信フェーズとビームフォーミング送信フェーズのさらに他の実施形態の図である。
【図１９】拡張スケジューリング・エレメントの実施形態の図である。
【図２０】拡張スケジューリング・エレメントの他の実施形態の図である。
【図２１】ＥＤＭＧ拡張スケジューリング・エレメントの実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、ＷＬＡＮシステムの用語を使用する。つまり、第１の通信デバイスの例として局（ＳＴＡ）を用い、第２の通信デバイスの例として単一のセントラル・ネットワーク・アクセス・ポイント（ＡＰ）またはパーソナル・ベーシック・サービス・セット・コントロール・ポイント（ＰＣＰ）（本明細書ではＡＰと称する。ＷＬＡＮの用語において、ＡＰまたはＰＣＰを、ＰＣＰ／ＡＰと略す場合もある。）を用いる。第１と第２の通信デバイスを送信装置及び受信装置と称する場合もある。両通信デバイスとして、６０ＧＨｚ（ミリ波）の周波数帯域で無線でデータを送受信するデバイスを意図とする。しかし、本発明はミリ波ＬＴＥ等のビームフォーミングを用いる他のＲＦ通信システムにも適用可能である。
【００１７】
前述の段落は、一般的な序論として提供したものであり、以下の特許請求の範囲を限定するものではない。本開示の実施形態は、更なる利点とともに、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解される。
【００１８】
添付の図面と合わせて検討される以下の詳細な記載を参照することにより、記載する実施形態は更なる利点と共に最も良好に理解される。
【００１９】
図面を参照して、同様の参照符号は、いくつかの図面にわたって同一または対応する部分を示す。図１から図１１は本開示の第１の側面に係る通信デバイスと方法を示す。図１２から図１８は本開示の第２の側面に係る通信デバイスと方法を示す。
【００２０】
図１は第１の通信デバイス１、３（局ＳＴＡ１、ＳＴＡ２）と第２の通信デバイス２（アクセスポイントＡＰ）を含む通信システムの模式図である。第１の通信デバイス１、３はそれぞれアンテナ回路（アンテナユニットとも呼ぶ）１０、３０とビームフォーミング回路（ビームフォーミングユニットとも呼ぶ）１１、３１を含む。アンテナ回路１０、３０はＲＦ信号を送受信するように構成され、ビームフォーミング回路１１、３１はビームフォーミングを行い、それぞれのアンテナ回路１０、３０を制御するように構成される。同様に、第２の通信デバイス２はアンテナ回路２０とビームフォーミング回路２１を含む。アンテナ回路２０はＲＦ信号を送受信するように構成され、ビームフォーミング回路２１はビームフォーミングを行い、アンテナ回路２０を制御するように構成される。これらの詳細な動作は後述する。
【００２１】
６０ＧＨｚ周波数帯域の通信システムは、周波数とともに増加する強い自由空間経路損失afsに悩まされてきた。
【数１】
2019537363.tif 000003
上記の式はｄＢ換算での自由空間経路損失を周波数fとリンク距離dの関数として表す。これによると、６０ＧＨｚの通信システムでは、５ＧＨｚで動作する通信システムに比べて約２２ｄＢ高い減衰が発生する。
【００２２】
増加した経路損失を解決するために、６０ＧＨｚ又はミリ波の通信システムはビームフォーミングを用いる。つまり、他の通信デバイスに向かって指向性ビームを形成できる可動式フェーズド・アレイ・アンテナ（ＰＡＡ）等のアンテナ回路を特徴とする送信装置及び／又は受信装置を用いる。通常、このようなビームは高い指向性を持ち、空間的にとても狭くなっている。主方向における指向性は、ＰＡＡごとのアンテナ・エレメントの数に応じて高まる。一方、ビーム半値幅（ＨＰＢＷ）は、アンテナ数の増加に伴いパターンの空間幅が減少することを示す。つまり、ＰＡＡごとのアンテナ数が増えるにつれて、指向性は高くなり、ＨＰＢＷは小さくなる。ＰＡＡ指向性を通信に利用するためには、ビーム・アライメントがミリ波通信システムにとって非常に重要である。
【００２３】
以下に記載する実施形態において、ＷＬＡＮシステムの用語を使用する。つまり、局（ＳＴＡ）と、単一のセントラル・ネットワーク・アクセスポイント（ＡＰ）又はパーソナル・ベーシック・サービス・セット・コントロール・ポイント（ＰＣＰ）を用いる。つまり、ここで用いるＡＰという用語は一般的にＡＰまたはＰＣＰを意味すると理解される（ＷＬＡＮの用語において、ＡＰまたはＰＣＰを、ＰＣＴ／ＡＰとも呼ぶ場合もある）。ＳＴＡ及びＰＣＴ／ＡＰの両方とも６０ＧＨｚ（ミリ波）等の周波数帯域で無線でデータを送受信することを意図とする。しかし、本開示は上記周波数帯域に限定されない。例えば、本開示はミリ波ＬＴＥ等のビームフォーミングを用いる他の通信システムにも適用可能である。
【００２４】
本開示は、特にアソシエーション・フェーズ（ビームフォーミング・トレーニング・フェーズ又はアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング・フェーズとも呼ぶ）に関して述べる。アソシエーション・フェーズでは、ＳＴＡがＡＰを発見し、そのＡＰとアソシエーションを行う。初期のビーム・アラインメントが必要になるので、このフェーズは特に難しいものである。
【００２５】
図２はＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに記載の送信インターバルの図である。ビーコン・インターバル（ＢＩ）は連続的に繰り返されており、ビーコン・ヘッダ・インターバル（ＢＨＩ）はアソシエーションに関するすべてのフェーズを含む。データ送信インターバル（ＤＴＩ）において、実際にデータが送信される。ＤＴＩはＢＨＩより長いほうが望ましいため、ＢＨＩにおけるアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング（Ａ−ＢＦＴ）フェーズと通知送信インターバル（ＡＴＩ）は場合によっては省略される。このことはＢＴＩにおいて送信されるビーコン・フレームによって示される。
【００２６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄによると、一般的に、ビーコン送信インターバル（ＢＴＩ）においてＡＰは種々の指向性ビームを通じて識別データを送信する。種々の指向性ビームの主たる指向性はそれぞれ異なる空間方向にある。ＳＴＡは、例えば（準）無指向性（以降、準無指向性とも呼ぶ）または広ビーム・アンテナを用いてメディアに対するリッスンを行う。つまり、指向性パターンは用いられない。ＳＴＡがＡＰ識別データを受信すると、メッセージに添付されたセクタＩＤを記憶する。さらに、ＢＴＩに続くアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング（Ａ−ＢＦＴ）フェーズにおいて逆向きに（ＳＴＡからＡＰ）送信するタイムスロットを（例えばランダムに）選択する。Ａ−ＢＦＴにおいて、ＳＴＡは種々の指向性ビームを用いてＡＰにデータを送信する。ＡＰは（準）無指向性アンテナを用いてリッスンを行う。ＳＴＡ送信データは前のＢＴＩにおける最適なセクタＩＤを含む。ＳＴＡが送信を止め、ＡＰが少なくとも１つのメッセージの受信に成功すると、ＡＰは最高の品質で（例えば高ＳＮＲで）受信されたＳＴＡセクタを含む受信を承認する。このメッセージは、前のＡ−ＢＦＴフェーズで示された最適なセクタＩＤに対応するビームを介して送信される。実際のアソシエーション手続きは、続く通知送信インターバル（ＡＴＩ）において行われる。ＡＴＩにおいては、ＢＴＩ及びＡ−ＢＦＴの最適なセクタＩＤによって示された最適なビームが用いられる。
【００２７】
Ａ−ＢＦＴにおいて、いくつかのＳＴＡがチャネル・アクセスに関して競合する。従って、図３に示されるように、Ａ−ＢＦＴは複数のスロットに分割される。図３は従来のアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングの図である。ここで、Ａ−ＢＦＴは例えば４つのスロットに分割される。この４つのスロットにおいてＳＴＡは応答を行う。ＡＰとのアソシエーションを希望するＳＴＡはランダムに１つのスロットを選択する。これにより、衝突の可能性を下げることができる。衝突が起きた場合には、ＡＰは衝突を検出することができ、受信確認としてＳＳＷフィードバック・フレームを送信しない。ＳＳＷフィードバックが送信される場合、ＳＳＷフィードバックはＳＴＡの最適な送信セクタＩＤの情報を含む。ＳＳＷフィードバックを受信しないＳＴＡは、さらに次のＢＩのＡ−ＢＦＴスロットをランダムに選択する。１つのＡ−ＢＦＴスロットにおける複数の異なるアンテナ・セクタの掃引は、実際にはＳＳＷフレームにて行われる。各ＳＳＷフレームは、異なるアンテナ・セクタによって送信される。アンテナ・セクタは同一のＳＳＷフレーム中で示されるセクタＩＤラベルを含む。
【００２８】
上記の動作は、アソシエーションが指向性−無指向性（Ｄ２Ｏ）モードで行われるという欠点がある。なぜなら、指向性−無指向性（Ｄ２Ｏ）モードは指向性−指向性（Ｄ２Ｄ）モードに比べてアンケナ・ゲインが低いためである。このため、本開示ではアソシエーション・フェーズにおいてよりアンテナ・ゲインが高いＤ２Ｄを用いたアソシエーション・フェーズを用いる。これにより、ＡＰの通信可能範囲を拡張し、長距離でのアソシエーション及びデータ送信を行うことができる。さらに、ダブル指向性（Ｄ２Ｄ）ビームフォーミングは、アソシエーション・フェーズにおける空間的再利用を可能とするため、アソシエーション・フェーズにおけるＳＴＡ同士の衝突確率を下げるために活用されることが期待される。
【００２９】
図４は本開示の一側面における複数のビーコン送信インターバル（ＢＴＩ）の図を示す。つまり、図４は、トレーニング予定のＮ個の異なる受信パターンを持つＳＴＡを想定したときの、ＡＰ  ＴＸとＳＴＡ  ＲＸのトレーニング手順（ビーコン送信フェーズとも呼ぶ）を示す。ＢＴＩにおいて送信される各指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ビーコンフレームは、ＤＭＧビーコンによって信号送信される専用の方向またはセクタを用いる（つまり、専用の送信ビーム。ここでは「第３の指向性送信ビーム」とも呼ぶ）。つまり、ＤＭＧビーコンを受信するＳＴＡはこの特定のビーコンを送信するためにＡＰが用いたＴＸセクタＩＤを検索することができる。
【００３０】
上記ＢＴＩの動作の第１のステップはＡＰ側では変更しないままでよい。つまり、ＡＰは種々の指向性ビーム４０（「第３の指向性送信ビーム」）を介して識別データを送信する。上記公知の動作とは対照的に、ＳＴＡは種々の指向性受信ビーム５０（「第３の指向性受信ビーム」）を用いてリッスンを行う。この時点では、フレーム構造に対するＳＴＡのアライメントが行われていないため、ＳＴＡはＳＴＡの指向性受信ビーム５０を少なくとも１つのビーコン・インターバル（ＢＩ）の期間に適用してもよい。ＢＩ中は、受信パターンは変化しないものとする。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ規格はＢＩの最大期間を１０００ｍｓと規定している。標準的には最大期間は１００ｍｓの範囲にある。ＳＴＡはチャネルに対して連続してリッスンを行い、これにより連続して指向性受信パターンを適用することができる。全ての指向性受信パターンが適用された後は、ＡＰが検出される場合と（ケースＡ）、ＡＰが検出されない場合がある（ケースＢ）。
【００３１】
ケースＡにおいては、ＳＴＡはダブル指向性Ａ−ＢＦＴ（ＤＤ−Ａ−ＢＦＴ）フェーズでの通信を予定しており、最適なＡＰ送信セクタ（例えば、「第２の送信ビーム情報」として保存する。TXAPとも呼ぶ）と、最適なＳＴＡ受信セクタ（例えば、「第２の受信ビーム情報」として保存する。RXSTAとも呼ぶ）を保存する。最適なセクタは、例えばＳＮＲやＳＩＮＲ、リンク容量を評価することにより決定できる。
【００３２】
特殊な状況下においては、ＳＴＡはＤＤ−Ａ−ＢＦＴで通信することのみを考慮すればよい。特殊な状況とは例えば、（ｉ）TXAPセクタ及びRXSTAセクタを用いて受信したＳＮＲが閾値を下回る場合、（ｉｉ）前のＢＴＩにおける準無指向性パターンを用いたデータ受信が成功しなかった場合、（ｉｉｉ）定期的なＡ−ＢＦＴにおける準無指向性パターンを用いたＦａｉｌｅｄ  ＲＳＳ  Ａｔｔｅｍｐｔｓの数（アソシエーション試行が失敗した回数）が閾値を上回る場合、又は（ｉｖ）アソシエーション・フェーズにおいて空間的再利用の必要性を生じさせる定期的なＡ−ＢＦＴにおいて発生する衝突が多すぎる場合、である。ＳＮＲが閾値を上回る場合、ＳＴＡは定期的なＡ−ＢＦＴを考慮するものとする。閾値は、ｄＢ換算で以下の式によって定義され得る。
γ_target+D_(STA,RX)+D_(AP,TX)-D_(STA,TX)-D_(AP,RX)
【００３３】
従って、γtargetはｄＢ換算でのＣｏｎｔｒｏｌ  ＰＨＹ  ＭＣＳの対象ＳＮＲを示す。これは最も安定している変調・符号化方式（ＭＣＳ）であり、ビームフォーミング・トレーニングに適用される。さらに、DはそれぞれＴＸ又はＲＸモードにおけるＳＴＡ又はＡＰのｄＢ換算のビーム指向性を示す。
【００３４】
ケースＢにおいてはＡＰは検出されず、ＳＴＡは種々の指向性ビームを用いて、連続的に又は後の時点においてリッスン手順を繰り返しても良い。
【００３５】
なお、トレーニング・フェーズにおいてＡＰは特別な動作は行わなくてもよい。変更は主にＳＴＡ側において行われる。従って、この手法はＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ及び／又はＩＥＥＥ８０２．１１ａｙ  ＢＴＩに記載されているように、どのＢＴＩの再利用も可能である。専用のダブル指向性も長距離ＢＴＩも必要ない。空間的再利用がＳＴＡの主な目的だとすると、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに基づいて行われるように、単一のＢＴＩフェーズにおいて無指向性パターンを用いた受信が行われ得る。前提条件として、経路損失を解決するのに十分なリンク・バジェットが求められる。
【００３６】
第２のフェーズ（アソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング・フェーズとも呼ぶ）において、ＳＴＡ  ＴＸ及びＡＰ  ＲＸ手順が種々のＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットで行われる。１つのＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいて、ＳＴＡは複数の異なる送信セクタを、ＳＳＷフレームごとに用いる。ＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいて、ＡＰはＡＰの受信部パターンを変更しないままにしておく。つまり、１つのＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいてＳＴＡによって送信される各ＳＳＷフレームはそれぞれ同一の受信ビームまたはＲＸセクタを用いてＡＰにより受信されるものとする。各ＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットはそれぞれ異なるＡＰ受信部パターンを用いる。公知の手順とは対照的に、全てのビームの組み合わせ候補をカバーするように、ＳＴＡはすべてのＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいてＳＳＷフレームを送信する。
【００３７】
相反性がある場合には、チャネル、適用されるビーム、及びアンテナはそれぞれ独立しており、その通信方向は不変である。つまり、ＴＸとＲＸビームは同じ特性を持ち、メインローブ指向性とＨＰＢＷに関しては同様であり、サイドローブの位置はサイドローブ減衰が十分に大きい限り重要ではない。チャネル相反性は実施特性であるビーム及び／又はアンテナ相反性を成立させるための前提条件である。このため、ビーム及び／又はアンテナ相反性はＳＴＡ及び／又はＡＰ側の一方又は両方にあってもよい。または、ビーム及び／又はアンテナ相反性はＳＴＡ側とＡＰ側どちらにも無くてもよい。つまり、この性質はデバイス固有のものである。説明を簡略化するために、「相反性」の用語を以下でも使用する。シングル・アンテナ・システムの場合、相反性とはチャネルとビームの相反性を含む。マルチ・アンテナ・システムの場合、アンテナ相反性は追加的な前提条件である。
【００３８】
まず、ＡＰ側にもＳＴＡ側にも相反性が無い場合を想定する。図５は１つのＳＴＡを用いたアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングの第１の実施形態の図である。各ＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいて、ＡＰはそれぞれ指向性ビーム６０、６２（「第１の指向性受信ビーム」）を用いてリッスンを行う。各ＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットはそれぞれ異なるビーム６０、６２を含み得る（後述のように、これは種々のＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいて同じ受信ビームを使用するのに都合が良いためである）。
【００３９】
ＳＴＡは１以上のＡ−ＢＦＴスロットにおいて複数のＳＳＷフレームを送信する。１以上のＡ−ＢＦＴスロットは、ＤＤ−Ａ−ＢＦＴの第１のＡ−ＢＦＴスロットから開始する。各ＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいて、ＳＴＡはＭ個の異なる送信パターンを用いて掃引を行うことができる。つまり、ＳＴＡは複数の異なる指向性ビーム７０（「第１の指向性送信ビーム」）を用いる。従って、各ＳＳＷフレームはＢＴＩフェーズ（図４参照）において決定され、最適に受信されたＡＰ送信セクタ（TXAP、「第２の送信ビーム情報」）及びＳＴＡの現在の送信セクタに関する情報を含む。ＳＳＷフィードバック（「応答」）を受信するため、ＳＴＡはＢＴＩフェーズの初めで決定されたRXSTA（「第２の受信ビーム情報」）によって示された最適なＲＸビーム７１を用いる。
【００４０】
スロットＮの数と、スロットごとのＭ個のＳＳＷフレームはビーコン・インターバル・コントロール・フィールド（後述する）において信号送信され、ＡＰによって決定され得る。ＳＴＡがＭ個よりも少ない送信セクタしかサポートしない場合には、すべての送信パターンが完了後に現在のスロットにおける送信を中止し、必要であれば次のＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにて再開する。ＳＴＡがＭ個よりも多い送信セクタをサポートする場合には、１つのスロットにおいて送信されるのは選択済みのＭ個のセクタのみとする。この選択手順はＳＴＡ固有のものであり、使用可能なセクタ間での角度補間を含み得る。
【００４１】
ＳＳＷフィードバックに関して、下記のルールが一実施形態において適用されることが好ましい。
１．  ＡＰが、ＳＴＡによって送信されたＳＳＷフレームの復号が可能だった場合、ＳＳＷフレーム（TXSTA、「第１の送信ビーム情報」）に含まれるＴＸセクタ情報データを用い、TXAP（「第２の送信ビーム情報」）によって示される指向性送信ビーム６１を用いてＳＳＷフィードバック（「応答」）を送信することが好ましい。
２．  復号可能なＳＳＷフレームが存在しない場合、又は複数のＳＴＡが同時に受信される場合（衝突）にはＳＳＷフィードバックは送信されない。衝突とは、少なくとも２つのＳＴＡから同時にＳＳＷフレームが受信されることと定義される。１つのＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおける複数のＳＴＡからの複数の有効なＳＳＷフレームの受信は衝突とは見なされない。これはフィードバック混雑状態とみなされる。なお、規格によっては、２つのＳＴＡが異なるＳＳＷフレームにアクセスする場合であっても２つのＳＴＡが同じＡ−ＢＦＴスロットを使うことを衝突と定義している場合もある。
３．  １つのＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいて複数の異なるＳＴＡから複数のＳＳＷフレームが受信された場合（フィードバック混雑状態）、ＳＳＷフィードバックは最も強いＳＴＡ宛となる。未送信のＳＳＷフィードバックは、同じＤＤ−Ａ−ＢＦＴにおける今後のＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロット宛となり得る。この場合、最も強いＳＴＡにＳＳＷフィードバックを送信するときと同じルールが適用される。ＤＤ−Ａ−ＢＦＴフェーズの最後においても残っているすべての未送信のＳＳＷフィードバックは無視されることとする。
４．  ＳＴＡがＳＳＷフィードバックを受信した場合、現在のＢＴＩにおける更なるＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットでの送信は中止される。これは、ＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットが他の局とのアソシエーションに使われることを保証するためである。
５．  ＳＴＡがフィードバックを受信しなかった場合、さらなるＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットでの送信をスケジューリングし、同じＤＤ−Ａ−ＢＦＴフェーズのすべてのＳＳＷフィードバック・フェーズにおいてチャネルのリッスンを継続する。これは、フィードバック混雑が発生した場合、後の時点においてＳＳＷフィードバック・フレームをＳＴＡが受信できるようにするためである。
【００４２】
図５では、Ｎ番目のＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいてＡＰが有効なＳＳＷフレームを受信することを想定する。従って、Ｎ番目のＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットの最後において送信されるＳＳＷフィードバックは１つだけである。
【００４３】
公知の動作と対照的に、セクタ掃引を行うための１つのＡ−ＢＦＴスロットをＳＴＡがランダムに選択する場合（ＳＴＡがセクタ掃引を完了できない場合は、次のスロットで継続する）、いくつかの実施形態においてＳＴＡは第１のＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットの初めから送信を行う。ＡＰが無指向性パターンの代わりに指向性受信ビームを用いることによって、衝突の可能性を下げることができる。衝突は、１つのＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットの１つのＳＳＷフレーム・インターバルにおいて２以上のＳＴＡからの信号が同じくらいのパワーで受信されたときに発生する。ＡＰは指向性受信パターンを用いるため、準無指向性受信に比べて衝突可能性は低い。
【００４４】
ＡＰが複数のＳＴＡから複数の有効なＳＳＷフレームを受信した場合、上記ルール３が適用される。なぜなら、２つのフレームは同時には受信されず、これは衝突ではないからである。この点に関して、ＡＰは、解決すべきフィードバック混雑状態を引き起こす可能性のない２つのＳＳＷフィードバックを送信しなくてはならない（ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ仕様参照）。従って、ＡＰは最も強いもの（例えばＳＮＲやＳＩＮＲ、容量に関して）を受信したＳＴＡに対して送信を行い、以降のＳＳＷフィードバックの機会のうちの１つにおいて弱いＳＴＡに対処する。又は、複数のＳＴＡに対する同時フィードバックを可能にするフレーム構成を想定することも可能である。この場合、同じＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいて受信されたすべてのまたは一連のＳＴＡに対してＳＳＷフィードバックが同時に送信されてもよい。
【００４５】
図６は同時にアソシエーシを行う２つのＳＴＡを用いたアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングの第２の実施形態の図である。ＳＴＡ１とＳＴＡ２がそれぞれ第１と第２のＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいてアソシエーションを行うことができる場合を想定する。ＳＳＷフィードバックが受信された場合は、続く通信で用いる最適なＴＸ及びＲＸセクタＩＤをＡＰとＳＴＡの両方が認識している。なお、それぞれＳＳＷフレームとＳＳＷフィードバックにおいてＡＰとＳＴＡの間で送受信を行う必要があるのはＴＸセクタ情報のみである。
【００４６】
図６に示した例において、第１のセクタ掃引でＳＴＡ１は第１の指向性送信ビーム７０を用い、ＳＴＡ２は第１の指向性送信ビーム８０を用い、ＡＰは第１の指向性受信ビーム６０を用いてリッスンを行う。好ましくは、第１の指向性送信ビーム７０、８０は各ＳＴＡ（つまり、TXAP（ＳＴＡ１）及びTXAP（ＳＴＡ２）、「第２の送信ビーム情報」）のビーコン送信インターバルにおいてＡＰによって用いられる最適な第３の送信ビームに関する情報を含む。
【００４７】
第１の掃引中にＡＰがＳＴＡ１からのみ有効なＳＳＷフレームを受信した場合、ＳＴＡ１からの第２の送信ビーム情報TXAP（ＳＴＡ１）によって示される第２の指向性送信ビーム６１を用いてＳＴＡ１宛のＳＳＷフィードバック（「応答」）を送信する。同時に、ＳＴＡ１とＳＴＡ２は第２の受信ビーム情報RXSTA1及びRXSTA2によって示されるそれぞれの第２の指向性受信ビーム７１、８１を用いてリッスンを行う。例えば、ＭＡＣアドレス、アソシエーション識別子（ＡＩＤ）、又はｐｒｅ−ＡＩＤ等の対応する識別子を含むことによってＳＳＷフィードバックがＳＴＡ１宛となるため、ＳＴＡ１は続く通信で使うのに最適なセクタ（つまり、最適な指向性送信ビーム）を認識し、６１を用いて送信されるＳＳＷフィードバックにこの情報が含まれる。これにより、ＳＴＡ１は続くスロットにおいてＳＳＷフレームの送信を中止することができる。
【００４８】
続いて、第２のセクタ掃引でＳＴＡ２は第１の指向性送信ビーム８０を用い、ＡＰは第１の指向性受信ビーム６２を用いてリッスンを行う。ＡＰがＳＴＡ２から有効なＳＳＷフレームを受信した場合、ＳＴＡ２からの第２の送信ビーム情報TXAP（ＳＴＡ２）によって示される第２の指向性送信ビーム６３を用い、ＳＴＡ２宛にＳＳＷフィードバック（「応答」）を送信する。同時に、ＳＴＡ２は第２の受信ビーム情報RXSTA2によって示されるそれぞれの第２の指向性受信ビーム８１を用いてリッスンを行う。例えば、対応する識別子を含むことによってＳＳＷフィードバックがＳＴＡ２宛となることにより、ＳＴＡ２は続く通信で使うのに最適なセクタ（つまり、最適な指向性送信ビーム）を認識し、ＳＳＷフィードバック６３にこの情報が含まれる。これにより、ＳＴＡ２は続くスロットにおいてＳＳＷフレームの送信を中止することができる。
【００４９】
図７は相反性のある２つのＳＴＡを用いたアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングの第３の実施形態の図である。この場合、ＳＴＡはすでに最適なＴＸビーム、つまり最適なＲＸビームに関する情報を取得している。つまり、TXSTA = RXSTAである（等号は上述のように解釈される）。この場合、ＳＴＡは、TXSTA = RXSTAを用いて各ＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいて１つのＳＳＷフレームのみをランダムに送信する。これは、同じＢＩにおいてアソシエーションが競合している他のＳＴＡのためにＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットを空けるために行う。図７は２つのＳＴＡのための基本的な手順を示す（衝突やフィードバックの混雑は想定しない）。破線で示されたＳＳＷフレームは、送信されない仮想のプレースホルダとしてのフレームを示す（ＳＳＷフレーム送信機会）。
【００５０】
さらに、いつＡＰが特定の受信パターンを使用するのかをＳＴＡが認識している場合かつ、ＡＰが相反性を特徴としている場合、ＡＰが所望の受信ビームを用いて受信を行う各ＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおいて、１つのＳＳＷフレームのみを送信する。ＳＴＡが最適なTXAPセクタを認識しているということは、最適なRXAPセクタについても認識している（TXAP = RXAP）ということである。ＴＸビームとＲＸビームの掃引シーケンスが等しい場合、ＳＴＡはＤＤ−Ａ−ＢＦＴにおいていつＡＰが適切な受信パターンを適用するか予測することができる。又は、ＤＤ−Ａ−ＢＦＴにおいてＡＰが使用する予定のＲｘセクタはＤＭＧビーコン内で信号送信することができる。この場合、１つのＳＴＡは、ＢＩ中のすべてのＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットにおける１つのＳＳＷスロットをランダムに占めることができる。しかし、より高い安定性を求め、ＡＰにおいてより多くのＲＸセクタ（例えば隣接ＲＸセクタ）のトレーニングを行うために、１つのＳＴＡは複数のＳＳＷスロットを占めることもでき、及び／又は、そのＴＸセクタ（例えば、ＢＴＩにおけるＡＰ  ＳＳＷにおいて最も高いＳＮＲが受信されたＲＸセクタに隣接するＴＸセクタ）より多いセクタのトレーニングを行うため、１つのスロットにおいてより多くのＳＳＷフレームを用いることもできる。
【００５１】
ＡＰが相反性を特徴とし、ＳＴＡが相反性を特徴としない場合、ＳＴＡは、ＡＰが適切な受信セクタを適用する１つのスロットにおいてのみ送信を行う。つまり、RXAP = TXAPとなる。この際、ＳＴＡは、ＡＰが専用の受信セクタをどのスロットに適用するか認識する必要がある。
【００５２】
なお、「相反性なし」、「ＳＴＡ相反性」、「ＡＰ相反性」、及び「ＡＰ・ＳＴ相反性」の４つのバリアント型のすべてが独立して、同時に適用されることが可能である。関連するすべてのＳＴＡが同じ性質やアクセスルールを有する必要はない。
【００５３】
現在のＩＥＥＥ８０２．１１ａｄの仕様において、ＡＰは１μｓのラウンドトリップタイム遅延のみをサポートする。これは、１５０ｍの最大範囲に相当する。ＩＥＥＥ８０２．１１規格に規定されているように、例えば「Ｃｏｖｅｒａｇｅ  Ｃｌａｓｓ  ｆｉｅｌｄ」を用いてこの値を１μｓの倍数に変更することが提案されている。現在のところ、これはミリ波通信には適用できない。
【００５４】
すべての変数パラメータは図８に示すビーコン・インターバル・コントロール・フィールドにおいて信号送信され得る。ビーコン・インターバル・コントロール・フィールドは、ＤＭＧビーコン・フレーム・ボディの一部である。例えば、Ａ−ＢＦＴ  ｌｅｎｇｔｈフィールドはＡ−ＢＦＴスロットの数（１から８）を示す。ＦＳＳは１つのＡ−ＢＦＴスロット内のＳＳＷフレーム・スロットの数（１から１６）を示す。Ｎｅｘｔ  Ａ−ＢＦＴフィールドはＡ−ＢＦＴが存在しないＢＩの数を示す。Ｎ  ＢＩｓ  Ａ−ＢＦＴフィールドは、ビーコン・インターバルの数として、ＡＰがＡ−ＢＦＴを割り当てるインターバルを示す。他のフィールドに関しては、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に記載の通りである。
【００５５】
次のＡ−ＢＦＴがＤＤ−Ａ−ＢＦＴの場合、ＤＤ−Ａ−ＢＦＴに求められる最小限の変更は、表示である。ＤＤ−Ａ−ＢＦＴを表示するために、予約ビット（図８のＢ４４からＢ４７）のうちの１つを使うことが提案される。
【００５６】
ＤＤ−Ａ−ＢＦＴを信号送信するための他の選択肢として、図９に示すＤＭＧビーコン・フレーム・ボディにコントロール・フィールドをさらに追加することが考えられる。ＤＭＧビーコン・フレーム・ボディはいくつかの部分的に任意のシグナリング・フィールドを含み、これによりフレーム・ボディの長さは可変となる。つまり、ＤＤ−Ａ−ＢＦＴを信号送信するためにはいくつかの選択肢を用いることが可能である。
・図１０に示す構造を持つシンプルＤＤ−Ａ−ＢＦＴコントロール・フィールドの導入。
・ＤＤ−Ａ−ＢＦＴ  ｌｅｎｇｔｈフィールドがＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロット数（１から８）を示す。
・ＦＳＳフィールドが１つのＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロット内のＳＳＷフレーム数（１から１６）を示す。
・Ｎｅｘｔ  ＤＤ−Ａ−ＢＦＴフィールドはＤＤ−Ａ−ＢＦＴが存在しないＢＩの数を示す。
・ＤＤ−Ａ−ＢＦＴ  ｃｏｕｎｔフィールドは、ＤＭＧビーコン・フレームを送信するＳＴＡがＤＤ−Ａ−ＢＦＴのためのＲＸ  ＤＭＧアンテナを最後に切り替えて以降のＤＤ−Ａ−ＢＦＴの数を示す。値がゼロの場合、次のＤＤ−Ａ−ＢＦＴで用いられるＤＭＧアンテナは前回のＤＤ−Ａ−ＢＦＴで用いられたＤＭＧアンテナとは異なる。
・Ｎ−ＤＤ−Ａ−ＢＦＴ  ｉｎ  Ａｎｔフィールドは、いくつのＡ−ＢＦＴでＤＭＧビーコン・フレームを送信するＳＴＡが各ＤＭＧアンテナからの受信を行ったかを示す。
・ＤＤ−Ａ−ＢＦＴ  ｌｅｎｇｔｈフィールドで信号送信したように、テストしたビームの数がＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロット数よりも多い場合にすべての受信セクタにトレーニングを行うためにＡＰがいつくかのＤＤ−Ａ−ＢＦＴフェーズを使用できるようにするアドバンスドＤＤ−Ａ−ＢＦＴコントロール・フィールド（図１１参照）の導入。これは「ｆｒａｇｍｅｎｔｅｄ  ＤＤ−Ａ−ＢＦＴビットによって示される。必要なＤＤ−Ａ−ＢＦＴスロットの数は「ＤＤ−Ａ−ＢＦＴ  ｓｐａｎ」によって示される。
【００５７】
合計でＮ個の重複しない受信パターンが存在することを想定した場合、各受信パターンは約１０  ｌｏｇ１０Ｎ  ｄＢのゲインのリンク・バジェットを提供することができ、結果として、例えば自由空間経路損失の式に従って√Ｎ倍のリンク距離となる。
【００５８】
また、Ｎ個の異なる重複しない受信パターンを想定し、ＳＴＡが空間的に均等に分配されると想定した場合、同時に加入するＳＴＡの衝突確率は因数Ｎの分だけ減少する。
【００５９】
図１２から１８は本開示の第２の側面における通信デバイスと方法を示す。
【００６０】
ＳＴＡがＬ個のＲＸビーム（Ｌはビーム候補の数）を用いて各セクタ掃引（ＳＳＷ）スロットを通じて受信ビームの掃引を行う必要がある場合、指向性ビームのすべてのＴＸ／ＲＸの組み合わせを検証する必要があるため、オーバーヘッドの大幅な増加を引き起こす。例えば、イニシエータ送信セクタ掃引（Ｉ−ＴＸＳＳ）フェーズにおいて受信するすべてのビームの方向に対してＡＰがリッスンを行った場合、多くのスロットが必要になる（現状ではアンテナ・アレイごとに最大でＬ＝６４回の掃引が定義される）。
【００６１】
つまり、第２の側面において、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてリッスンを行うためにＡＰによって用いられる第１の受信ビーム群は、数（サブセットのみが必須であり得る）、幅（受信においてＡＰに使用されるのはより大きなビーム幅であり得る）、及び／又は角度セクタ（角度セクタはビーコン送信フェーズにおける送信で以前に用いられたセクタの組み合わせであり得る）に関して、ビーコン送信フェーズにおける送信でＡＰにより用いられた第３の送信ビーム群とは異なる。
【００６２】
第２の側面に係るアソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングは上記のＤＤ−Ａ−ＢＦＴとして、同様のＡ＿ＢＦＴスロットにおいて行われる。又は、予定アソシエーション・ビームフォーミング・サービス期間において行われ得る。後述のように、好適な実施形態によると、ビームフォーミング・トレーニングはＤＤ−Ａ−ＢＦＴと予定インターバルの両方で行われ、より高い柔軟性と安定性を得る。
【００６３】
図１２は第２の側面に係るビーコン送信フェーズの実施形態の図である。上記と同様に、ＡＰは指向性ビーム１４０（「第３の指向性送信ビーム」）を用いてビーコン・フレーム１０２を送信する。上記に加え、各ビーコン・フレーム１０２は、Ｎｒ個のトレーニング・ユニット（ＴＲＮ）を加えた物理プロトコル・データ・ユニット（ＰＰＤＵ）に埋め込まれる。つまり、図１２に示す実施形態では、ビーコンＰＰＤＵ１００はプリアンブルと、ヘッダ・フィールド（ＰＨ）１０１と、ビーコン・フレーム１０２と、１以上の（通常はＮｒ個の）トレーニング・ユニット１０３を含む。複数のＳＴＡ（図１２ではそのうちの１つのみを示す）は、ＴＲＮフィールドを含む各送信ビーム１５０のための１以上の（Ｎｒ個の）受信ビーム１５０（「第３の受信ビーム」）のリンク品質を（例えば、受信パワーを評価することによって）推定し、この情報に基づいて、続くビームフォーミング・トレーニング・フェーズで送信が可能な最適な広ビームを推定する。
【００６４】
第２の側面によると、アソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて、例えば一実施形態として図１３に示すように、ＡＰは一部のセクタのために、以前ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて掃引されたいくつかの狭ビーム１４０に対応する広ビーム１６０（「第１の受信ビーム」）を用い得る。詳述すると、アソシエーション・フェーズにおいてＡＰが受信を行う各角度セクタは、ビームフォーミング・フェーズにおいて狭ビーム１４０にカバーされる１つの角度セクタまたはその角度セクタの共用体を含み得る。これにより、ＳＴＡが、ビーコン送信フェーズでの送信のためにＡＰによって用いられる狭送信ビーム１４０と、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズでのリッスンのためにＡＰによって用いられる広受信ビーム１６０との間の対応関係についての情報を得ることが好ましい。以下の、いくつかの選択肢も可能である。
【００６５】
選択肢の１つのよると、狭送信ビーム１４０と広受信ビーム１６０の対応関係に関する情報は、ビーコン１００に含まれる。つまり、現在フレームが送信される指向性送信ビーム１４０（例えば、Ｄｉ１）に対応するセクタ・インデックスに加えて、各ビーコン・フレーム１０２は指向性送信ビーム１４０と対応する広受信ビーム１６０のインデックスも含み得る（例えばＤｉ１∈Ｗｉ１のとき、Ｗｉ１）。指向性アソシエーションが、異なるビーム幅を用いる複数のサブステージを含むことができる場合、各ビーコン・フレーム１０２は狭送信ビーム１４０と対応するすべての広受信ビーム１６０を含み得る（例えば、Ｄｉ１∈ＷｉＳ１∈..∈Ｗｉ１１のとき、Ｗｉ１１，.. ＷｉＳ１，)。
【００６６】
ＳＴＡは、ビーコン１００が送信された指向性送信ビーム１４０に最適な（例えば、最も強いパワーを受信する）第３の受信ビーム１５０を推定する。対応情報によって示されるように、狭送信ビーム１４０が１つの広セクタ１６０のみと対応する場合、アソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング・フェーズでＳＴＡはこの広セクタ（つまり、広幅の第１の受信ビーム１６０）を用いてＡＰが「リッスン」を行うタイムスロットにおいて第１の送信ビーム１７０を用いて送信を行う。
【００６７】
この広狭のビーム対応関係情報がどこに含まれるのかに関しては、以下の２つの選択肢が好ましい。ｉ）図１４に示されるように、ビーコン・インターバルにおいて予約されるＲＸＳＳビットを再利用することにより、対応関係情報をセクタ掃引（ＳＳＷ）フィールドに含めることができる。又は、ｉｉ）例えば、拡張スケジュール等のビーコン・フレームの情報エレメントに含めることができる。
【００６８】
各ビーコン１００で用いられる第３の送信ビーム１４０に関して、選択肢の１つによると、図１５に示した通り、残りのＰＰＤＵのために使用されたように、複数のＴＲＮにおいて同じ指向性送信ビーム１４０が用いられ得る。図１５はＰＰＤＵ、フレーム構成、対応するＡＷＭ構成の第１の実施形態の図である。各ＳＴＡは最適な第３の送信ビームＤｉｔと、受信パワーを最大にする第３の受信ビーム１５０Ｄｒ１ｉを発見し、Ｗｉ１１∋Ｄｉ１を用いてＡＰ受信に割り当てられた時間間隔において、Ｄｒ１ｉと同じ角度セクタをカバーする送信ビームを用い、アソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて送信を行う。
【００６９】
または、例えば、Ｗｉ１∋Ｄｉ１となるようにＷｉ１を用い、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおける受信で用いられる広ビームを用いて、トレーニング・インターバルのビーコン送信フェーズにおいてＡＰは送信を行い得る。これを実現するための１つの選択肢は、広パターンＷｉ１のみがＴＲＮシーケンスの送信で使われる一方で、ＡＰにＡＭＶを指向性Ｄｉ１から広幅にＷｉ１∋Ｄｉ１変更させることである。これにより、ＳＴＡはより適した第１の送信ビーム１７０を推定することができる。この第１の送信ビーム１７０は、アソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてＡＰにより最適に受信され得る。このことは図１６によって示される。図１６は、ＰＰＤＵ、フレーム構成、対応するＡＷＭ構成の第２の実施形態の図である。
【００７０】
ほかの選択肢としては、ＡＰは狭ビーム１４２と関連付けられたビーコンの広ビーム１４１を送信し、ＡＰの動作から狭広の対応関係についての情報をＳＴＡに推測させ得る。このことは図１７によって示される。図１７はビーコン送信フェーズの他の実施形態の図である。本実施形態によると、ＡＰは（例えば、狭幅の第３の指向性送信ビーム１４２を用いた）所定回数の狭掃引の後で、広送信ビーム１４１を用いて１つのフレーム１０１を送信する。広送信ビーム１４１は、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて第１の広受信ビーム１６０として「近似的に」使用される（図１３参照）。上記の実施形態とは異なり、ＳＴＡにとって必要なのは広ビームを用いた送信に対応する時間間隔の間、受信ビーム・トレーニングを行うことだけである。したがって、トレーニング・シーケンスをすべてのビーコン、特に狭ビームにより送信されるビーコンに追加する必要がないため、トレーニング・オーバーヘッドを減らすことができる。このことは図１７に示されている。トレーニングのために用いられる、実線で示された第３の受信ビーム１５１と必須のＴＲＮフィールドとは逆に、それぞれ（任意の）第３の受信ビーム１５２とＴＲＮフィールドが破線で示される。さらに、第３の広送信ビーム１４１は以前にトレーニングされた狭幅の第３の送信ビーム１４２に対応する予備のトレーニング・フィールドを含み得る。これにより、ＳＴＡは追加のシクグナリング・フィールドを用いずに、狭広の対応関係に関する情報を得ることができる。この選択肢では、ビーコン・エレメントはスケジューリング情報を含み得る。つまり、使用順で広ビーム・インデックスを含み得る。
【００７１】
他の選択肢では、図１８に示す黙示的シグナリングを考慮する。図１８はビーコン送信フェーズとビームフォーミング送信フェーズのさらに他の実施形態の図である。本実施形態によると、各ビーコンはさらなるステージやアソシエーション・フェーズ（つまり、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズ）の長さに関する情報を含む。この長さに関する情報は絶対値で与えられる。つまり、例えば整数ｃ＝Ｎ／Ｍとして、以前のトレーニング（つまり、ビーコン送信フェーズ）で送信されたビーコンＮの数に関連する、ＡＰによって定義されたスロットＭの数で表される。特定の狭ビーコン１４３、つまりＮ個の狭幅の第３の送信ビームをそれぞれ用いてＮ個のビーコン・フレームが送信される場合、ＡＰはＭをＮの整数分数に設定し（つまり、ｃがｃ≧１を満たす整数のとき、Ｍ・ｃ＝Ｎ）、ＡＰはｃ個の狭ビーム１６１、１６２を組み合わせる広幅の第１の受信ビーム１６０を用いてリッスンを行う。これにより、ビーコン送信フェーズに関するビーム掃引の順番は変わらないままである。図においては、それぞれビーコン送信フェーズとアソシエーション・フェーズ（ビームフォーミング・トレーニング・フェーズ）のためのビーム・インデックスがｎ＝１．．Ｎとｍ＝１．．Ｍかつ、Ｎ＝４、Ｍ＝２である場合を想定している。黙示的シグナリングを用いるＡＰは、第１のスロット（ｍ＝１）のためにはビーコン送信フェーズのｎ＝１、ｎ＝２のビームを含む広ビームを用い、第２のスロット（ｍ＝２）ではＡＰはｎ＝３、ｎ＝４のビームを組み合わせた広ビームを用いる。ビーコン・データを通じて、ＳＴＡはＮとＭを認識しているため、ｃは容易に計算できる。また、ＳＴＡは、最適な品質でビーコンを受信し、ｃを認識することによってｍの値を計算するビーコン送信フェーズにおいて実際のｎを決定することができ、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいていつ送信を行うかを決定することができる。例外的にｃ＝１の場合は、ビーコン送信フェーズとビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおけるビームとそのシーケンスは等しくなる。
【００７２】
さらに他の選択肢は、乗算器を使うというコンセプトに基づいて、Ａ−ＢＦＴスロットにおいて可変のビーム幅を用いて指向性アソシエーション・ビームフォーミング・トレーニングを可能にする。このコンセプトによると、増加したＡ−ＢＦＴスロットは拡張ＤＭＧ（ＥＤＭＧ）局により用いられる。追加のスロットの数は、Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒフィールドの値を用いて増加したＡ−ＢＦＴ  Ｌｅｎｇｔｈフィールドによって示される値である。両者はＥＤＭＧビーコンにおいて定義される。さらに、ＥＤＭＧ  ＳＴＡにのみこれらのスロットへのアクセスを許可するために、後で、つまり、拡張Ａ−ＢＦＴスロットの後でＡ−ＢＦＴの開始をＤＭＧ  ＳＴＡが「確認」できるように、Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドが変更される。したがって、十分には活用されていない、修正されたアソシエーション・フェーズにおけるアクセスは行われない。指向性アソシエーションのためには、追加のＡ−ＢＦＴスロットのみが使用され得る。乗算器の値は「黙示的に」ビーム幅の値を定義できる。例えば、乗算器の値が２の場合は、角度セクタの幅は乗算器１の角度セクタの幅の半分となる。
【００７３】
この場合、指向性ビームＤｉを用いて送信されるビーコンにおいて、現在予約済みのＳＳＷフィールドのＲＸＳＳ  Ｌｅｎｇｔｈフィールドの一部は、各フレームが送信される指向性ビームＤｉに対応する角度セクタのためにＡＰが用いるＡ−ＢＦＴスロットのインデックスを示すために用いることができる。また、このインデックスは限られた数のビットしか必要としないため、ＲＸＳＳフィールドにおける追加フィールドは、直後のＡ−ＢＦＴに指向性があり、続くビットが指向性Ａ−ＢＦＴスロットを示すために使われなければならないことを示すために使用され得る。
【００７４】
上記の広ビームの信号送信及び／又は送信セクタ掃引における広ビームの統合によって、十分な柔軟性を持つ指向性アソシエーション・フェーズを得ることができる。リンク状態に応じて、ＡＰは、どのセクタが指向性アソシエーションのためにより大きい又はより細かい解像度を要求するかを選択し、この状態にトレーニング・フェーズを適用させ得る。例えば、１つのセクタにおいて衝突が検出された場合、または１つのセクタにおいて信号が検出されたが適切に復号されなかった場合、より狭い受信ビームを用いて指向性アソシエーションを繰り返すことができる。この場合、受信ビームに関する情報は、これらのセクタに対応する狭ビームにのみ添付され得る。
【００７５】
上記の指向性アソシエーション・フェーズは１以上のサブステージを含み得る。第１のサブステージにおいて、ＡＰが通知されたスケジューリングに対応する、以前のＩ−ＴＸＳＳフェーズで使用された狭送信ビームとはパターンが異なる複数のビームを用いて所定の方向で受信を行う間に、ＳＴＡは１以上の指向性ビームをビーコン送信フェーズにおいてトレーニングされた最適な指向性ビームから送信する。図１３に示す例では、ＡＰは広送信ビーム１６０Ｗｉ１を用いる。各広ビーム１５０は、ビームフォーミング送信フェーズで用いられる第３の受信セクタＤｉ１及びＤｉ２の組み合わせによってカバーされる角度セクタの組み合わせと同様の角度セクタをカバーする（図１２参照）。
【００７６】
任意のフィードバック・ステージはこの期間内において有用であり得る。この場合、広ビーム幅受信の各ステージの後で、ＡＰはアソシエーションの再試行と、他への妨害を防ぐためにメッセージが受信されたＳＴＡに対してフィードバック・メッセージ１０４を返送する。フィードバック・ステージの後で、以前のサブステージよりも狭い第３の受信ビーム１６０を有するか、より多くのスロットが許可される追加サブステージにおいてトレーニングが再開され得る。アソシエーションが成功したことを示す確認応答１０３が復号されたフレームを持つすべてのＳＴＡに対してＡＰが送信を行うために、必須のフィードバック・ステージは最後のサブステージの後に置かれなければならない。任意のフィードバックが許可される場合、ビーコンは拡張スケジュールとして、使用されるビームのシーケンスを含み、フィードバック・ステージが存在することを示す必要がある。
【００７７】
（任意又は必須の）フィードバック・ステージにおいて１つの特定のＳＴＡにフィードバックを送信するためには、ビーコン送信フェーズにおいて最適な第３の送信ビームとしてＳＴＡによって選択された第３の送信ビーム１４０に任意に対応し得るＡＰが第２の送信ビーム１６３を用いる。または、ＡＰは１つの広セクタにおいて複数のＳＴＡに対する複数のフィードバックを集約してもよい。この場合、各ＳＴＡにより受信される最適な第３の送信ビームに対応する角度セクタをカバーする広ビームを用いてフィードバックを送信する。さらにほかの選択肢としては、広ビームを用いてアソシエーション・スロットにおいて複数のＳＴＡが受信される場合、ＡＰは各ＳＴＡによって通知される狭幅の第３の送信ビームを用いて各ＳＴＡに独立してフィードバックを送信する複数のタイムスロットのスケジューリングを行う。フィードバック・ステージの間、ビーコン送信フェーズにおいて各ＳＴＡによって選択された最適な第３の受信ビームに対応し得る第２の受信ビーム１７１、１８１を用いてＳＲＡはリッスンを行う。
【００７８】
ビーコン・エレメントが各サブステージに対応する広狭の指示を含むことができる一方で、シンプル・シグナリングとして拡張スケジュールにおいて選択肢が提示される。拡張スケジュールの割り当ての際にはＳＴＡはフィードバック情報を予測しなければならない。別の可能性として、いくつかのサービス期間もスケジュールされ得る。つまり、上記の各サブステージはそれぞれ別のトレーニング期間に対応する。
【００７９】
ＡＰが種々のアンテナを用いて連続してリッスンを行う場合においてもこの任意のフィードバックは有用であり得る。なぜなら、ＳＴＡが複数のアンテナからの信号をヒアリングする場合もあるからである。従って、以前のアンテナからフィードバックや確認応答を受信しない場合に、異なるアンテナの最適なセクタにおいて送信を再び試みてもよい。
【００８０】
さらに他の実施形態によると、ＳＴＡ動作を変更してもよい。例えば、長距離または妨害がある状態のとき、ＳＴＡは全方向におけるビーコンのヒアリングを行うことができない場合がある。したがって、受信ビーム・トレーニングを行うために所定のフレームにＴＲＮが添付されていることを確認することができない。この場合、ＳＴＡは１以上のビーコン・インターバルにわたっていくつかの広受信ビームのリッスンを行い、例えばセクタにおいて信号が検出されるとビーム幅を減らしても良い。ビームは、パケット検出をするために狭められる。さらに、アソシエーション・フェーズにおける送信に用いられる最適なビームを推定するために、ＴＲＮフィールドにおいてビームが狭められる。このように長距離の場合、上りリンクにおける低いリンク・バジェットを補うために、アソシエーションにおいて、送信セクタにて予測される、ＳＴＡが受信セクタにおいて狭ビームの掃引を行ういくつかのタイムスロットをランダムに選ぶことができる。このような場合、ＳＴＡは長距離フラグをフィードバックし、ＡＰにダブル指向性送信のみが可能であることを通知し、通常、一方の側（例えばＲＴＳ／ＣＴＳ）での無指向性送信が必要な様々な手順を適合させ得る。同一の受信ビームの複数割り当てが割り当てられるたびに、ＳＴＡは受信に最適だと思われるセクタからいくつかの狭ビームを用いて送信を行う。
【００８１】
さらに他の実施形態によると、スケジューリング・エレメントを変更してもよい。スケジューリング・エレメントはビーコン・フレーム内にあり、ビーコン・インターバルにおいて送信されるか、通知フレーム内にあり、アソシエーション・タイム・インターバルにおいて送信される。第２の選択肢によると、ＡＰは、定期的なＡ−ＢＦＴまたは指向性ＤＤ−Ａ−ＢＦＴの結果に基づいて、追加でスケジューリングされた指向性アソシエーション・フェーズにおいて用いる受信ビームを決定する。後者の選択肢の利点は、ＡＰにおける柔軟性が拡がり、例えば、衝突が検出されたいくつかの問題のあるセクタのみをテストできることである。各ビーコン・フレームまたは各通知フレーム内のスケジューリング・エレメントは上記の指向性アソシエーションのすべてのサブステージの割り当て情報を含み得る。割り当てには２種類ある。１つめはＳＴＡによるチャネルアクセスが許可されている状態でＡＰが所定の方向へのリッスンを行う割り当てインターバルを規定する。２つめはＡＰがヒアリングを行っている場合にＳＴＡがＡＰから確認応答を受け取るためのリッスンモードにある割り当てインターバルを規定する。前述のそれぞれの割り当ては特定の割り当てにおいて用いられる広ビームのインデックスを規定するビームフォーミング・コントロール・フィールドを含み得る。これは、例えば現在のビームフォーミング・コントロール・フィールドにおいて予約されたビットが再利用された場合に行われる。さらに、このフィールドはＳＴＡによって用いられ得るＳＳＷフレームの数を示すフィールドを含み得る。このフィールド内の値が０より大きくなるたびに、ＳＴＡはＡＰによって受信される機会を増やすために最適な受信広ビーム・セクタ内で掃引を行い得る。この情報は、例えばＲＸＳＳ  ｌｅｎｇｔｈフィールドを再利用することによってビームフォーミング・コントロール・フィールドに含めることができる。上記のように、これらの割り当てインターバルを規定する割り当て種別は、レガシーと上述した新たな必須条件を同時に遵守するために、新たに定義される必要があり得る。しかし、現在の割り当てフィールド（場合によってはＡＩＤフィールドとも呼ぶ）構造定義において割り当て種別のために予約されたビットが存在するため、簡単に行うことができる。スケジューリング・エレメントの例は図１９に示す。ここで、各割り当てフィールドは通常は対応する割り当て識別子（ＡＩＤ）によって示されるため、割り当てフィールドはＡＩＤ１、ＡＩＤ２等によって示される。
【００８２】
ほかの実施形態では、各ビームが受信された第３の指向性受信ビームに関連する割り当てインターバルを示すスケジューリング情報のみが、各ビーコン・フレーム又は通知フレームに含まれる。つまり、ビーコン・フレームが指向性ビームＤｉ１を用いて送信された場合、スケジューリング・エレメントはフィードバックや確認応答のための割り当てと、Ｄｉ１∈Ｗｉ１となるように広ビームＷｉ１のインデックスを規定するビームフォーミング制御情報を用いる割り当てを含む。任意的に、Ｗｉ１よりも狭いビームを用いてＡＰがリッスンを行う、Ｗｉ１よりも広いインターバルのための割り当てフィールドが規定されてもよい。
【００８３】
好適な実施形態によると、上記のようにビーコン送信フェーズが行われた後で、指向性アソシエーション・ビームフォーミング・トレーニング・インターバル（Ｄ−ＡＢＦＴ）が許可される。このインターバルにおいてＡＰは粗ビームＷｉ１，..，ＷｉＮを用いてリッスンを行う。各Ｗｉ１はビーコン送信フェーズにおいて掃引されたいくつかの指向性セクタに対応する。ここでは、Ｎｓはビーコンによって規定されるＡ−ＢＦＴスロットの数を示す。一連の第１の広受信ビームは第３の狭送信ビームと同じ順番に従うため、Ａ−ＢＦＴスロットごとに１つの粗ビームが存在し、ビーコン送信フェーズでのすべての狭幅の第３の送信ビームの重畳が掃引されるように、粗ビーム（第１の広受信ビーム）が広角領域をカバーする。指向性Ａ−ＢＦＴの存在はビーコンにおいて示されることができ、ＥＤＭＧ  ＳＴＡによってのみアクセスされてもよい。Ａ−ＢＦＴのメカニズムは、ＳＴＡによる１以上の広ビームへのアクセスが許可されているという意味では順守されているが、ＡＰにおいて採用された受信ビームがＳＴＡの最適な受信ビームに対応するスロットに関してのみである。ＤＤ−Ａ−ＢＦＴの後でいくつかのセクタで衝突が検出された場合、ＡＰはＡＴＩにおいて上述のようにスケジューリング・エレメントを送信してもよい。ここで、割り当てインターバルは問題のあるセクタのために、広ビーム又は場合によっては広ビーム内の狭ビームの表示をもって指定される。
【００８４】
図２０は拡張スケジューリング・エレメントの他の実施形態の図である。ここで、割り当てとは、ＡＰに複数の指向性ビームと同時に受信を行わせることとして定義される。ＢＴＩビーム掃引（つまり、ビーコン送信フェーズ）で用いられたいくつかの狭ビームを重畳することにより、受信に用いる１つの広ビームが近似できると仮定すると、アソシエーション・フェーズ（つまり、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズ）においてＡＰがどの可変ビーム幅を用いてリッスンを行うのかを信号送信するのは容易である。これは、基本的には同じ割り当て時間を持つ多重狭ビーム受信で割り当てをスケジューリングすることによって行われる。従って、各ａｌｌｏｃａｔｉｏｎフィールドは指向性ビームDとその使用時間vTSFを示す。ここで、ＴＳＦはタイミング同期機能を表し、vTSFはサービス期間（ＳＰ、つまりデータ送信期間）が開始するときのＴＳＦの下位４オクテットを表す。例えば、Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ１は第１の指向性ビームＤｉ１（例えば、図１８におけるビーム１６１）が用いられた時の時間vTSF1を示す。Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ２フィールドはＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ１と同じ開始時間vTSF1であるが、指向性ビームＤｉ２が異なる。これはＤｉ１及びＤｉ２によって定義される２つのセクタからなるセクタをカバーする広ビームＷｉ１を用いた、開始時間vTSF1における受信と同様の効果を発揮する。
【００８５】
通常は、ＳＴＡがＡＰと関連付けられた後で割り当てが定義されるため、割り当てＩＤはすでに受信済みである。割り当てＩＤは、特定の割り当てにおいてどのＳＴＡが送信を行うのかを示すために用いられる。これには２つの値を用いることができる。第１の値はブロードキャストを表す（つまり、送信元のアソシエーションＩＤ＝ブロードキャストＩＤの場合、すべてのＳＴＡが特定の割り当てで送信を行い得る。また、宛先のアソシエーションＩＤ＝ブロードキャストＩＤの場合、すべてのＳＴＡは受信モードとなる）。第２の値はＡＰを示す（つまり、送信元のアソシエーションＩＤ＝ＡＰアソシエーションＩＤの場合、ＡＰは個別の割り当てで送信を行うＡＰとなる）。よって、図２０に示す「ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ」はそれぞれ２つの値を表すさらに２つのエントリを含み得る。
【００８６】
特に、ＤＴＩにおける指向性アソシエーションの場合、このようなアソシエーションＩＤはまだ使用できない。さらにブロードキャスト・アソシエーションＩＤの使用を許可すると、特定の割り当てにおいて送信を行い得るレガシーＳＴＡを混乱させ、アソシエーションを妨害する可能性がある。従って、一実施形態においては、特定のブロードキャスト・アソシエーションＩＤが定義及び予約され、上記のようなトレーニングに加入できるＤＭＧ  ＳＴＡまたはＥＤＭＧ  ＳＴＡによってのみ認識される。
【００８７】
空間割り当ての数、つまりＡＰが特定のＲＸビームを用いてリッスンを行う時間ブロックの数は、例えばＳＳＷフレームの数（つまり、利用可能なＳＳＷ送信機会の数）を示すＮＢｌｋｓフィールドを再利用することにより、割り当てフレームにて定義することができる。ＳＴＡが割り当ての間に送信を行い得る時空間スロット（Ｎ＿ＳＴＳ）の最大数、つまり、ＳＴＡによって掃引が行われ得る送信ビームの数は、この割り当てのＥＤＭＧ拡張スケジュール・エレメントまたはＤＭＧ拡張スケジュール・エレメントのＢＦ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  フィールドにおいて定義することができる。第１のケースにおいては、基本的にＳＴＡがこれをＮ＿ＳＴＳとして再解釈できるようにＲＸＳＳ  Ｌｅｎｇｔｈが再利用されるか、またはＮ＿ＳＴＳを符号化するためにこのフィールドの予約ビットが使用され得る。第２のケースにおいては、Ｎ＿ＳＴＳを符号化するために  ＥＤＭＧ拡張スケジュール・エレメントのいくつかの予約ビットを使用することができる。
【００８８】
図２１はＥＤＭＧ拡張スケジュール・エレメントの変形例の図である。Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＫｅｙはＮＢｌｋの数、つまり利用可能なＳＳＷフレームの数を含み、Ｎ＿ＳＴＳはいくつのＳＳＷフレームが使用され得るかを示す。ＳＴＡが送信を行うことができる時空間スロットの最大数を信号送信するために、２ビットが指定される。以下の表に示すように、このフィールドの線形解釈又は指数解釈が適用され得る。
【表１】
2019537363.tif 000004
【００８９】
さらに他の実施形態において、ビームＤｒｉ又はＷｒｉのゲインまたはビームＤｒｉ又はＷｒｉのゲインに応じた機能を信号送信するための（図１９、２０に示すａｌｌｏｃａｔｉｏｎフィールド内の）追加フィールドが提供され得る。これにより、ＲＸビームＤｒｉ又はＷｒｉを用いてＡＰがリッスンを行うビームフォーミングＳＰにアクセスするのに十分なリンク・バジェットかどうかＳＴＡが計算することができる。
【００９０】
本開示の通信デバイスと方法を用いることによって、いくつかの効果を得ることができる。具体的には、ミリ波システムのための長距離ＡＰの発見、アソシエーション・フェーズのリンク・バジェットの約１０  ｌｏｇ１０Ｍ  ｄＢの増加、相反性がある場合のチャネルアクセスの向上、及びアソシエーション・フェーズでの空間的再利用、つまり、アソシエーション・フェーズのための空間ビーム性能の利用、である。
【００９１】
さらに、第２の側面において、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてリッスンを行うためにＡＰによって用いられる第１の受信ビーム群は、数（サブセットのみが必須であり得る）、幅（受信においてＡＰに使用されるのはより大きなビーム幅であり得る）、及び／又は角度セクタ（角度セクタはビーコン送信フェーズにおける送信で以前用いられたセクタの組み合わせであり得る）に関して、ビーコン送信フェーズにおける送信でＡＰにより用いられた第３の送信ビーム群とは異なる。
【００９２】
第２の側面において記載したように、ビーコン送信フェーズ及びアソシエーション・フェーズにおいて可変ビーム幅のビームを用いることによって、特に低衝突と長距離状態において、指向性アソシエーション・ソリューションの効果を維持したまま、アソシエーション時間及び／又は総ビーム・トレーニング時間を減らすことができる。第２の側面で記載した方法及びシグナリングに基づけば、より柔軟なアソシエーション・フェーズが可能になり、これは特定の状況（例えば、主にいくつかの角度セクタにおいて衝突が発生する状況）にも適用される。
【００９３】
以上のように、先の議論により、開示された本発明実施形態は単に例示的なものである。当業者に理解されるように、本開示は、その精神または基本的な特徴から逸脱することなく、他の特異的な形態において実施することができる。これにより、本開示は、例として提示したものであり、発明の範囲や特許請求の範囲を限定することは意図していない。本開示は、本明細書において容易に認められる教示の変形を含み、発明の主題が公衆のものとされないように、特許請求の範囲の用語を部分的に定義する。
【００９４】
特許請求の範囲において、「具備する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他の構成要素またはステップを排除せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数であることを排除しない。単一の構成要素または他のユニットは、特許請求の範囲に列挙されたいくつかのアイテムの機能を発揮することができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。
【００９５】
本開示の実施形態は、ソフトウェア制御型データ処理装置によって、少なくとも部分的に実施されるものとして記載する限りにおいて、そのようなソフトウェアを有する光ディスク、磁気ディスク、半導体メモリ等の非一過性の機械可読媒体も本開示の一実施形態を表すと考えられることが理解される。さらに、このようなソフトウェアを、他の形態で配信することができる。例えば、インターネットを介して、または他の有線もしくは無線の電気通信システム等により、このようなソフトウェアを配信することができる。
【００９６】
開示されたデバイス、装置、およびシステムの構成要素は、対応するハードウェアおよび／または適切な回路等のソフトウェア要素により実施することができる。回路は電子部品の構造的な組み合わせであり、電子部品は従来の回路要素、特定用途向け集積回路等の集積回路、標準の集積回路、特定用途用標準品、およびフィールドプログラマブルゲートアレイを含む。さらに、回路は、中央処理装置、グラフィックスプロセッシングユニット、およびプログラム化されたマイクロプロセッサまたはソフトウェア符号に従って構成されたマイクロプロセッサを含む。回路は、上述のハードウェア実行ソフトウェアを含むが、純粋なソフトウェアを含まない。
【００９７】
以下に、上記の発明特定事項の他の実施形態を示す。
１．
他の通信デバイス（１）との無線周波数に基づく通信のための通信デバイス（２）であって、
ＲＦ信号を送受信するように構成されたアンテナ回路と、
ビームフォーミングを行い、アンテナ回路を制御して、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて、続くタイムスロットにおいて第３の指向性送信ビーム群を用いてデータを送信し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて、前記第３の指向性送信ビーム群とは異なる、続くタイムスロットにおいて第１の指向性受信ビーム群を用いてリッスンを行うように構成されたビームフォーミング回路と
を具備する通信デバイス。
２．
上記実施形態のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、続くタイムスロットにおいて複数の異なる第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行うように構成され、
１以上の前記第１の指向性受信ビームは大きなビーム幅を有し、及び／又は複数の異なる角度セクタをカバーし、及び／又はデータを送信するための前記ビーコン送信フェーズにおいて用いられる前記第３の指向性送信ビームのサブセットである
通信デバイス。
３．
実施形態２に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、続くタイムスロットにおいて用いられる前記第１の指向性受信ビームの前記ビーム幅、及び／又は前記角度セクタ、及び／又は数を適応させるように構成された
通信デバイス。
４．
上記実施形態のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいてスケジューリング情報を送信するように構成され、
前記スケジューリング情報は、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてリッスンを行うためにどの第１の指向性受信ビームがどのタイムスロットにおいて前記通信デバイスによって用いられるかを示し、及び／又は所定のタイムスロットにおいて前記通信デバイスが送信を行っているかどうか、及び／又は所定のタイムスロットにおいて送信が許可されるのはどの他の通信デバイスなのかを示す
通信デバイス。
５．
上記実施形態のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいて対応情報を送信するように構成され、
前記対応情報は特定のタイムスロットにおいてデータを送信するために前記ビーコン送信フェーズにおいて前記通信デバイスによって用いられる第３の送信ビームと、特定のタイムスロットにおいてリッスンを行うために前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて前記通信デバイスによって用いられる第１の受信ビームとの対応関係を示す
通信デバイス。
６．
上記実施形態のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記他の通信デバイスにどのタイムスロットにおいて、選択された第１の送信ビームを用いてデータを送信するか判断させる前記ビーコン送信フェーズにおいてデータを送信するのに用いる狭広の第３の送信ビームのシーケンスを選択するように構成された
通信デバイス。
７．
上記実施形態のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいてデータ単位でデータを送信するように構成され、
１つのデータ単位は１つのビーコン・フレームと１以上のトレーニング単位を含み、
１つのデータ単位におけるビーコン・フレームは前記データ単位における前記１以上のトレーニング単位よりも狭い第３の送信ビーコンを用いて送信される
通信デバイス。
８．
他の通信デバイスとの無線周波数に基づく通信のための通信方法であって、
アンテナ回路を制御して、ビームフォーミングを行い、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて、続くタイムスロットにおいて第３の指向性送信ビーム群を用いてデータを送信し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて、前記第３の指向性送信ビーム群とは異なる、続くタイムスロットにおいて第１の指向性受信ビーム群を用いてリッスンを行う
通信方法。
９．
他の通信デバイスと（２）の無線周波数に基づく通信のための通信デバイス（１）であって、
ＲＦ信号を送受信するように構成されたアンテナ回路と、
ビームフォーミングを行い、前記アンテナ回路を制御して、前記他の通信デバイスが複数の異なる第１の指向性受信ビームを続けて用いてリッスンを行っている間に少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いてデータを送信するように構成されたビームフォーミング回路と
を具備し、
データは選択された１以上のタイムスロットにおいてのみ送信され、前記選択された１以上のタイムスロットにおいて、前記他の通信デバイスは選択された第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、
前記１以上のタイムスロットは前記他の通信デバイスから受信する情報またはビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスがデータを送信するのに用いる第３の指向性送信ビームから生じる情報に基づいて選択される
通信デバイス。
１０．
実施形態９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいて
a)  前記他の通信デバイスが第３の指向性送信ビームを用いてデータを送信している間に、タイムスロットの少なくとも一部において複数の異なる第３の指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、前記他の通信デバイスは続く複数のタイムスロットにおいて複数の異なる第３の指向性送信ビームを用いてデータを送信するステップと、
b)  続く前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて用いる前記第１の指向性送信ビームを判定するために用いる１以上の第３の指向性受信ビームを選択するステップと
を行うように構成された
通信デバイス。
１１．
実施形態９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいて
a)  前記他の通信デバイスが第３の指向性送信ビームを用いてデータを送信している間に、タイムスロットの少なくとも一部において準無指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、前記他の通信デバイスは続く複数のタイムスロットにおいて複数の異なる第３の指向性送信ビームを用いてデータを送信するステップと、
b)  いつ前記他の通信デバイスが選択された第３の指向性送信ビームに対応する第１の指向性受信ビーム又は前記選択された第３の指向性送信ビームをカバーする第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行うのか判断することにより、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて複数のタイムスロットのうちどのタイムスロットでデータを送信するのか判断するために用いる１以上の第３の指向性送信ビームを選択するステップと
を行うように構成された
通信デバイス。
１２．
実施形態９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスから受信したスケジューリング情報に基づいて前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてデータを送信する前記１以上のタイムスロットを選択するように構成され、
前記スケジューリング情報は、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてリッスンを行うためにどの第１の指向性受信ビームがどのタイムスロットにおいて前記他の通信デバイスによって用いられるかを示し、及び／又は所定のタイムスロットにおいて前記他の通信デバイスが送信を行っているかどうか、及び／又は所定のタイムスロットにおいて前記通信デバイスによる送信が許可されるかどうかを示す
通信デバイス。
１３．
実施形態９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスから受信した対応情報に基づいて前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてデータを送信する前記１以上のタイムスロットを選択するように構成され、
前記対応情報は特定のタイムスロットにおいてデータを送信するために前記ビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスによって用いられる第３の送信ビームと、特定のタイムスロットにおいてリッスンを行うために前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて前記他の通信デバイスによって用いられる第１の受信ビームとの対応関係を示す
通信デバイス。
１４．
実施形態１２及び／又は１３に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は、前記ビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスから送信されたビーコン・フレームの情報フィールド、ビームフォーミング制御フィールド、又はＳＳＷフィールドから前記スケジューリング情報及び／又は前記対応情報を得るように構成された
通信デバイス。
１５．
実施形態９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスが複数の異なる第３の送信ビームを用いてデータを送信する前記シーケンスに基づいて前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてデータを送信する前記１以上のタイムスロットを選択するように構成され、
前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて前記他の通信デバイスによって用いられる１つの第１の受信ビームによってカバーされる２以上の第３の送信ビームは、前記第１の受信ビームに対応する第３の送信ビームの前又は後にある
通信デバイス。
１６．
実施形態９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記ビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスが複数の異なる第３の送信ビームを用いてデータを送信する前記シーケンスに基づいて前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてデータを送信する前記１以上のタイムスロットを選択するように構成され、
続いて用いられる所定の数の第３の送信ビームは第１の受信ビームによってカバーされ、及び／又は
第１の受信ビームの前記シーケンスは第３の送信ビームの前記シーケンスに対応する
通信デバイス。
１７．
実施形態９に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路は前記アンテナ回路を制御し、前記他の通信デバイスからの応答のための第２の受信ビームを用いて、データ送信のための１以上のタイムスロットの後か特別に割り当てられたフィードバック・インターバルにおいてリッスンを行うように構成され、
前記他の通信デバイスは、前記通信デバイスによって送信された前記データが受信された場合、第２の指向性送信ビームを用いて応答を送信するように構成された
通信デバイス。
１８．
実施形態１７に記載の通信デバイスであって、
前記ビームフォーミング回路が前記アンテナ回路を制御し、第２の送信ビーム情報によって示される第２の指向性送信ビームによって前記応答を送信するため、前記他の通信デバイスによって用いられる少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いて送信される前記データに前記第２の送信ビーム情報を含めるように構成された
通信デバイス。
１９．
他の通信デバイスとの無線周波数に基づく通信のための通信方法であって、
アンテナ回路を制御して、ビームフォーミングを行い、前記他の通信デバイスが複数の異なる第１の指向性受信ビームを続けて用いてリッスンを行っている間にビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいて少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いてデータを送信し、
データは選択された１以上のタイムスロットにおいてのみ送信され、前記選択された１以上のタイムスロットにおいて、前記他の通信デバイスは選択された第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、
前記１以上のタイムスロットは前記他の通信デバイスから受信する情報又は前記ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて前記他の通信デバイスがデータを送信するのに用いる第３の指向性送信ビームから生じる情報に基づいて選択される
通信方法。
２０．
非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
プロセッサによって実行されるとき、実施形態８又は１９に記載の方法を行わせるコンピュータプログラムが記憶された
記録媒体。
２１．
コンピュータによって実行されたとき、コンピュータに実施形態８または１９に記載の方法のステップを実行させるプログラムコードを含む
コンピュータプログラム。
Ａ１．
他の通信デバイス（２）との無線周波数に基づく通信のための通信デバイス（１）であって、
ＲＦ信号を送受信するように構成されたアンテナ回路（１０）と、
ビームフォーミングを行い、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてアンテナ回路を制御して、選択された１以上の指向性ビームを用いてＲＦ信号を送受信するように構成されたビームフォーミング回路（１１）とを有し、
ビームフォーミング回路（１１）はアンテナ回路を制御して、
ｉ）少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いてデータの送信を行い、他の通信デバイス（２）は第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行うように構成され、上記データは第２の送信ビーム情報を含み、
ｉｉ）他の通信デバイス（２）からの応答のための所定の第２の指向性受信ビームを用い、続けてリッスンを行い、ステップｉ）で送信されたデータが受信された場合、他の通信デバイス（２）は第２の送信ビーム情報によって示された第２の指向性送信ビームを用いて応答を送信するように構成され、
ｉｉｉ）ステップｉｉ）で応答が受信されなかった場合、ステップｉ）とｉｉ）を繰り返すことによって
ビームフォーミング・トレーニングを行うように構成された
通信デバイス（１）。
Ａ２．
実施形態Ａ１に記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（１１）は、アンテナ回路を制御し、多数の異なる第１の指向性送信ビームを用い、ステップｉ）において連続してデータを送信するように構成された
通信デバイス。
Ａ３．
実施形態Ａ２に記載の通信デバイスであって、
以前のトレーニング・フェーズ又はビーコン送信フェーズにおいて他の通信デバイスによって信号送信されたように、ビームフォーミング回路（１１）はアンテナ回路を制御し、所定の数の第１の指向性ビームを送信するように構成された
通信デバイス。
Ａ４．
実施形態Ａ２又はＡ３に記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（１１）は、ステップｉｉ）で受信した応答から少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを示す第１の送信ビーム情報を取得するように構成され、この第１の指向性送信ビームは、第２の通信デバイス（２）によって受信されたデータを通信デバイス（１）によって送信したときに用いられたものである
通信デバイス。
Ａ５．
実施形態Ａ１からＡ４のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（１１）は、アンテナ回路を制御し、１つの第１の指向性送信ビームを用い、ステップｉ）においてデータを送信するように構成された
通信デバイス。
Ａ６．
実施形態Ａ５に記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（１１）は、アンテナ回路を制御し、続くステップｉ）の繰り返しにおいて、同じまたはそれぞれ異なる１つの第１の指向性送信ビームを用い、ステップｉ）においてデータを送信するように構成された
通信デバイス。
Ａ７．
実施形態Ａ５又はＡ６に記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（１１）は、アンテナ回路を制御し、第１の指向性送信ビーム及び第２の指向性受信ビームと同じビームを用いるように構成された
通信デバイス。
Ａ８．
実施形態Ａ１からＡ７のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
通信デバイス（１）の第１の識別子が応答に含まれる場合、ステップｉｉ）においてビームフォーミング回路（１１）は、応答が受信されたと判断するように構成された
通信デバイス。
Ａ９．
実施形態Ａ１からＡ８のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（１１）はアンテナ回路を制御し、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズの前のビーコン送信フェーズにおいて、
ａ）複数の異なる第３の指向性送信ビームを続けて用いて他の通信デバイス（２）が他の通信デバイス（２）の第２の識別子を送信している間に第３の受信ビームを用いてリッスンを行うステップと、
ｂ）第２の識別子が受信されると、第２の送信ビーム情報によって示される第２の指向性送信ビームとして第２の識別子の送信に使用する第３の指向性送信ビームを設定するステップと
を行うように構成された
通信デバイス。
Ａ１０．
実施形態Ａ９に記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（１１）は、アンテナ回路を制御し、
ステップａ）において、複数の異なる第３の指向性受信ビームを連続して使用してリッスンを行い、それぞれにおいて他の通信デバイス（２）は複数の異なる第３の指向性送信ビームを連続して使用し、
ステップｂ）において、第２の指向性受信ビームとして、第２の識別子の受信に用いる第３の指向性受信ビームを設定するように構成された
通信デバイス。
Ａ１１．
他の通信デバイス（２）との無線周波数に基づく通信のための通信方法であって、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてアンテナ回路を制御し、
ｉ）少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いてデータの送信を行い、他の通信デバイス（２）は第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行うように構成され、上記データは第２の送信ビーム情報を含み、
ｉｉ）他の通信デバイス（２）からの応答のための所定の第２の指向性受信ビームを用い、続けてリッスンを行い、ステップｉ）で送信されたデータが受信された場合、他の通信デバイス（２）は第２の送信ビーム情報によって示された第２の指向性送信ビームを用いて応答を送信するように構成され、
ｉｉｉ）ステップｉｉ）で応答が受信されなかった場合、ステップｉ）とｉｉ）を繰り返すことによって
選択された１以上の指向性ビームを用いてＲＦ信号を送受信する
通信方法。
Ａ１２．
他の通信デバイス（１）との無線周波数に基づく通信のための通信デバイス（２）であって、
ＲＦ信号を送受信するように構成されたアンテナ回路（２０）と、
ビームフォーミングを行い、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてアンテナ回路を制御して、選択された１以上の指向性ビームを用いてＲＦ信号を送受信するように構成されたビームフォーミング回路（２１）とを有し、
ビームフォーミング回路（２１）はアンテナ回路を制御して、
ｉ）少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いて他の通信デバイス（１）によって送信されたデータのための第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、上記データは第２の送信ビーム情報を含み、
ｉｉ）ステップｉ）で送信されたデータが受信された場合、第２の送信ビーム情報によって示される第２の指向性送信ビームを用いて応答を続けて送信し、他の通信デバイス（１）は所定の第２の指向性受信ビームを用いてリッスンを行うように構成され、
ｉｉｉ）ステップｉ）の複数の異なる第１の所定の指向性受信ビームを用いてステップｉ）とｉｉ）を繰り返すことによって
ビームフォーミング・トレーニングを行うように構成された
通信デバイス（２）。
Ａ１３．
実施形態Ａ１２に記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（２１）は、第１の送信ビーム情報を応答に含めるように構成され、第１の送信ビーム情報は、第２の通信デバイス（２）によって受信されたデータを通信デバイス（１）によって送信したときに用いられた第１の指向性送信ビームを示す
通信デバイス。
Ａ１４．
実施形態Ａ１２又はＡ１３に記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（２１）はアンテナ回路を制御し、データが受信された他の通信デバイス（１）の第１の識別子を応答に含めるように構成された
通信デバイス。
Ａ１５．
実施形態Ａ１４に記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（２１）はアンテナ回路を制御し、最も高い品質またはＳＮＲでデータが受信された他の通信デバイスの第１の識別子を応答に含めるように構成された
通信デバイス。
Ａ１６．
実施形態Ａ１２からＡ１５のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（２１）は、アンテナ回路を制御し、所定の閾値より高い品質又はＳＮＲでステップｉ）においてデータが受信された場合にのみ応答を送信するように構成された
通信デバイス。
Ａ１７．
実施形態Ａ１２からＡ１５のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（２１）はアンテナ回路を制御し、他の通信デバイス（１）が第３の受信ビームを用いてリッスンを行うように構成される一方で、複数の異なる第３の指向性送信ビームを続けて用いて第２の通信デバイス（２）の第２の識別子を送信することにより、ビームフォーミング・トレーニングの前にビーコンを送信するように構成された
通信デバイス。
Ａ１８．
実施形態Ａ１２からＡ１５のいずれか１つに記載の通信デバイスであって、
ビームフォーミング回路（２１）は、複数の他の通信デバイス、及びデータが続けて受信されたそれぞれの第１の送信ビーム情報の順序付きリストを保持するように構成され、及び／又はビームフォーミング回路（２１）はアンテナ回路を制御し、１つの識別子と順序付きリストの第１の送信ビーム情報を応答に含め、このデータを順序付きリストから削除するように構成された
通信デバイス。
Ａ１９．
他の通信デバイス（１）との無線周波数に基づく通信のための通信方法であって、ビームフォーミング・トレーニング・フェーズにおいてアンテナ回路を制御し、
ｉ）少なくとも１つの第１の指向性送信ビームを用いて他の通信デバイス（１）によって送信されたデータのための第１の指向性受信ビームを用いてリッスンを行い、上記データは第２の送信ビーム情報を含み、
ｉｉ）ステップｉ）で送信されたデータが受信された場合、第２の送信ビーム情報によって示される第２の指向性送信ビームを用いて応答を続けて送信し、他の通信デバイス（１）は所定の第２の指向性受信ビームを用いてリッスンを行うように構成され、
ｉｉｉ）ステップｉ）の複数の異なる第１の所定の指向性受信ビームを用いてステップｉ）とｉｉ）を繰り返すことによって
１以上の選択された指向性ビームを用いてＲＦ信号を送受信する
通信方法。
Ａ２０．
非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
プロセッサによって実行されるとき、実施形態Ａ１１またはＡ１９に記載の方法を行わせるコンピュータプログラムが記憶された
記録媒体。
Ａ２１．
コンピュータ上で実行されたとき、コンピュータに実施形態Ａ１１またはＡ１９に記載の方法のステップを実行させるプログラムコードを含む
コンピュータプログラム。
【符号の説明】
【００９８】
１、３…第１の通信デバイス
２…第２の通信デバイス
１０、２０、３０…アンテナ回路
１１、２１、３１…ビームフォーミング回路
【図１】
2019537363.tif 000005
【図２】
2019537363.tif 000006
【図３】
2019537363.tif 000007
【図４】
2019537363.tif 000008
【図５】
2019537363.tif 000009
【図６】
2019537363.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019537363.tif 000017
【図１４】
2019537363.tif 000018
【図１５】
2019537363.tif 000019
【図１６】
2019537363.tif 000020
【図１７】
2019537363.tif 000021
【図１８】
2019537363.tif 000022
【図１９】
2019537363.tif 000023
【図２０】
2019537363.tif 000024
【図２１】
2019537363.tif 000025
【国際調査報告】
2019537363.tif 000026
2019537363.tif 000027